1/15在线答疑:liu_rf1010@yahoo.com.cnLiuzhanm@21cn.com大学通用化学实验技术自来水硬度的测定——配位滴定法实验44自来水硬度的测定——配位滴定法44.1实验目的(1)了解自来水硬度的测定意义和水硬度常用的表示方法。(2)掌握EDTA标准溶液的配制和标定。(3)掌握EDTA法测定水硬度的原理及方法。2/15在线答疑:liu_rf1010@yahoo.com.cnLiuzhanm@21cn.com大学通用化学实验技术自来水硬度的测定——配位滴定法44.2实验原理通常称含较多量Ca2+、Mg2+的水为硬水,水的总硬度是指水中含有Ca2+、Mg2+的总量。硬度又分钙硬度和镁硬度,钙硬度是由Ca2+引起的,镁硬度是由Mg2+引起的。3/15在线答疑:liu_rf1010@yahoo.com.cnLiuzhanm@21cn.com大学通用化学实验技术自来水硬度的测定——配位滴定法水的总硬度测定一般采用配位滴定法(也叫络合滴定法),在pH≈10的氨缓冲溶液中,以铬黑T(EBT)为指示剂,用EDTA标准溶液直接测定Ca2+、Mg2+总量。由于KCaY>KMgY>KMg-EBT>KCa-EBT,铬黑T先与部分Mg络合为Mg-EBT(酒红色)。当EDTA滴入时,EDTA与Ca2+、Mg2+络合,终点时EDTA夺取Mg-EBT中的Mg2+,将EBT置换出来,溶液有酒红色转为纯蓝色。测定失重钙离子时,另取等量水样加NaOH调节溶液pH为12~13,使Mg2+生成Mg(OH)2沉淀,加入钙指示剂,用EDTA滴定,测定水中的Ca2+含量。已知Ca2+、Mg2+的总量及Ca2+的含量,即可算出Mg2+的含量。4/15在线答疑:liu_rf1010@yahoo.com.cnLiuzhanm@21cn.com大学通用化学实验技术自来水硬度的测定——配位滴定法ρCa2+(mg·L-1)=(cV2)EDTA×MCa×103VρMg2+(mg·L-1)=c(V1-V2)EDTA×MMg×103V式中,c为EDTA标准溶液的浓度(mol·L-1),V1、V2分别为测定Ca2+、Mg2+总量、Ca2+含量所耗EDTA体积(mL),V为水样体积(mL)。滴定时Fe3+、Al3+的干扰可用三乙醇胺掩蔽,Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金属离子可用KCN、Na2S掩蔽。5/15在线答疑:liu_rf1010@yahoo.com.cnLiuzhanm@21cn.com大学通用化学实验技术自来水硬度的测定——配位滴定法44.3实验步骤1、0.020mol·L-1EDTA溶液的配制和标定EDTA溶液的配制:称取4.0g乙二胺四乙二酸二钠加入200mL水微热溶解稀释配成500mL溶液6/15在线答疑:liu_rf1010@yahoo.com.cnLiuzhanm@21cn.com大学通用化学实验技术自来水硬度的测定——配位滴定法Ca标准溶液配制用水稀释至刻度,摇匀,计算其准确浓度用烧杯称取0.05~0.55gCaCO3少量水润湿盖上表面皿慢慢滴加1:1的HCl5mL溶解加少量水稀释定量转移至250mL容量瓶7/15在线答疑:liu_rf1010@yahoo.com.cnLiuzhanm@21cn.com大学通用化学实验技术自来水硬度的测定——配位滴定法EDTA溶液的标定移取25mLCa标准溶液40g·L-1NaOH溶液小量钙指示剂EDTA溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色平行做三份,计算EDTA标准溶液的浓度8/15在线答疑:liu_rf1010@yahoo.com.cnLiuzhanm@21cn.com大学通用化学实验技术自来水硬度的测定——配位滴定法2、自来水硬度的测定打开水龙头,先放数分钟,用已洗净的试剂瓶接水样500~1000mL,盖好瓶塞备用。(1)Ca2+、Mg2+总量的测定移取自来水样100mL加入10mL氨性缓冲溶液30mg铬黑TEDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色为终点平行滴定3次,计算Ca2+、Mg2+总量或总硬度记下EDTA的用量V1(ml)注:必要时加掩蔽剂掩蔽Fe3+、Al3+。9/15在线答疑:liu_rf1010@yahoo.com.cnLiuzhanm@21cn.com大学通用化学实验技术自来水硬度的测定——配位滴定法(2)Ca2+含量的测定Mg2+的含由量Ca2+、Mg2+总量与Ca2+含量之差计算而得。取水样100mL加入5mL40g·L-1NaOH溶液钙指示剂30mg用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色为终点EDTA的用量V2(mL)平行滴定3次,计算Ca2+含量或总硬度10/15在线答疑:liu_rf1010@yahoo.com.cnLiuzhanm@21cn.com大学通用化学实验技术自来水硬度的测定——配位滴定法44.4注意事项(1)铬黑T与Mg2+显色的灵敏度高,与Ca2+显色的灵敏度低,当水样中Ca2+含量很高,而Mg2+含量很低时,往往得不到敏锐的终点。可在水样中加入少量Mg-EDTA,利用置换滴定法的原理来提高终点变色的敏锐性,或者改用K-B指示剂。(2)滴定时,因反应速度较慢,在接近终点时,标准溶液慢慢加入,并充分摇动;因氨性溶液中,当Ca(HCO3)2含量高时,可慢慢析出CaCO3沉淀使终点拖长,变色不敏锐。这时可于滴定前将溶液酸化,即加入1~2滴1:1的HCl,煮沸溶液以除去CO32-。但HCl不宜多加,否则影响滴定时溶液的pH。11/15在线答疑:liu_rf1010@yahoo.com.cnLiuzhanm@21cn.com大学通用化学实验技术自来水硬度的测定——配位滴定法44.5问题讨论(1)用CaCO3为基准物,以钙指示剂为指示剂标定EDTA浓度时,应控制溶液的酸度为多大?为什么?应如何控制?(2)什么叫水的总硬度?怎样计算水的总硬度?(3)为什么滴定Ca2+、Mg2+总量时,要控制pH≈10,而滴定Ca2+含量时要控制pH为12~13?若pH13时测定Ca2+对结果有和影响?(4)如果只有铬黑T指示剂,能否测定Ca2+含量?如何测定。12/15在线答疑:liu_rf1010@yahoo.com.cnLiuzhanm@21cn.com大学通用化学实验技术自来水硬度的测定——配位滴定法44.6参考答案(1)用CaCO3为基准物,以钙指示剂为指示剂标定EDTA浓度时,应控制溶液的酸度为多大?为什么?应如何控制?答:CaCO3为基准物,以钙指示剂为指示剂标定EDTA浓度时,因钙指示剂与Ca2+在pH=12~13之间能形成酒红色络合物,而自身颜色为纯蓝色,当滴定终点时溶液的颜色由红色变为纯蓝色,所以用NaOH控制溶液的酸度为pH=12~13。13/15在线答疑:liu_rf1010@yahoo.com.cnLiuzhanm@21cn.com大学通用化学实验技术自来水硬度的测定——配位滴定法(2)什么叫水的总硬度?怎样计算水的总硬度?答:水中Ca2+、Mg2+总量称为水的总硬度。(cV)EDTA×MCaOV水(cV)EDTA×MMgOV水×1000(g·L-1)×100(0)14/15在线答疑:liu_rf1010@yahoo.com.cnLiuzhanm@21cn.com大学通用化学实验技术自来水硬度的测定——配位滴定法(3)为什么滴定Ca2+、Mg2+总量时,要控制pH≈10,而滴定Ca2+含量时要控制pH为12~13?若pH13时测定Ca2+对结果有和影响?答:因为滴定Ca2+、Mg2+总量时要用铬黑T指示剂,铬黑T指示剂在pH为8~11时为蓝色。与金属离子形成的配合物为紫红色,终点为蓝色,所以溶液要控制pH≈10。滴定Ca2+含量时要将pH控制为12~13,主要是使Mg2+完全生成Mg(OH)2沉淀,以保证准确测定Ca2+含量,钙指示剂与Ca2+在pH=12~13之间能形成酒红色络合物,而自身颜色为纯蓝色,当滴定终点时溶液的颜色由红色变为纯蓝色。当pH13时测定Ca2+指示剂本身为酒红色,无法确定终点。15/15在线答疑:liu_rf1010@yahoo.com.cnLiuzhanm@21cn.com大学通用化学实验技术自来水硬度的测定——配位滴定法(4)如果只有铬黑T指示剂,能否测定Ca2+含量?如何测定。答:只有铬黑T指示剂,首先用NaOH调节pH12,使Mg2+完全生成Mg(OH)2沉淀与Ca2+完全分离。分离Mg2+后的溶液用HCl调节用pH=10,加入氨性缓冲溶液,以铬黑T为指示剂,用Mg-EDTA标准溶液滴定Ca2+的含量。